JP4943740B2 - 両面印刷装置 - Google Patents
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Description
上述の孔版印刷装置では、印刷された用紙を剥離部材である剥離爪で版胴外周面上の製版済みマスタから剥離し、排紙部に設けられた排紙トレイ上に排出している。この剥離爪は、版胴外周面上の製版済みマスタを破損しないように、その先端とマスタとの間に僅かな隙間が形成されるように版胴の外周面近傍に配置されており、用紙の先端余白部と製版済みマスタとの間に強制的に介入して版胴外周面上からの用紙の剥離を行っている。
この巻き上がりの発生を防止するため、剥離爪の先端部に空気の吐出口を設け、この吐出口より空気を用紙とマスタとの間に向けて吐出し、空気と爪との相乗効果によって版胴外周面上から用紙を剥離することにより巻き上がりの発生を防止する技術が、例えば特許文献1、特許文献2等に開示されている。
この両面印刷では、給紙部に積載した用紙を印刷部に通紙し、一面に印刷をした後に用紙を裏返して再度印刷部に通紙して他面に印刷を行う方法が採用されていたが、一度排紙された用紙を再度給紙部にセットしたり片面印刷後の用紙を揃えたりする作業が面倒であった。
そこで本願出願人は、印刷部と、印刷部においてその表面に印刷画像を形成された表面印刷済み用紙を一時的に貯容する両面印刷用の補助トレイと、印刷画像を形成された用紙を積載する排紙トレイと、印刷部を通過した用紙を補助トレイあるいは排紙トレイの何れかに案内する切替部材とを有し、片面印刷と両面印刷とを簡単に切り替えて行うことが可能な両面印刷装置を提案している(特許文献3)。
片面印刷動作は特許文献1、特許文献2に記載された孔版印刷装置とほぼ同様に行われるが、両面印刷動作は次の工程で行われる。
先ず、給紙部より1枚目の用紙を給送し、版胴上に巻装された分割製版済みマスタのうちの表面印刷画像に対応した第1製版画像と1枚目の用紙とを押圧部材によって押圧して表面印刷済み用紙を作成する。表面印刷済み用紙となった1枚目の用紙は、切替部材によって版胴上から剥離されて補助トレイに案内される。
表面印刷済み用紙となった2枚目の用紙は、切替部材によって版胴上から剥離されて補助トレイに案内される。この2枚目の用紙の表面印刷時において再給紙手段が作動し、補助トレイ上から1枚目の用紙が印刷部に向けて送られる。この1枚目の用紙は、版胴上に巻装された分割製版済みマスタのうちの裏面印刷画像に対応した第2製版画像と対応するタイミングで給送され、押圧部材によって版胴外周面に押圧されることで裏面画像を印刷される。
両面に印刷画像を形成されて印刷済み用紙となった1枚目の用紙は、切替部材の版胴回転方向下流側に位置する剥離爪によって版胴外周面上より剥離され、排紙部へと送られる。以下、この動作が繰り返され、版胴1回転で1枚の両面印刷済み用紙が作成される。
このように上記両面印刷装置では、剥離タイミングが片面印刷時と両面印刷時とで異なるため、特許文献1あるいは特許文献2に記載された片面印刷対応のエアー吐出方式の剥離手段を適用しても、片面印刷時と両面印刷時との双方において良好な剥離動作を行うことはできず、巻き上がりの発生を完全に防止することはできない。
なお、切替部材自体にもエアー吐出機能を設けることも考えられるが、構成が複雑となるとともに、コスト上昇を避けられない。
また、送風手段からのエアーが用紙のコシによる剥離を阻害するのを防止でき、種々の条件に左右されることなく片面印刷時及び両面印刷時の双方において巻き上がりの発生を高精度に抑制することができる。
また、切替部材による剥離がより効果的になされ、特に上カールの用紙で印刷ドラムから先端が離れにくい場合に有効となる。
まず、図1に基づいて本実施形態における孔版式の両面印刷装置の全体構成の概要を説明する。
スキャナ、製版・給版、排版の機構、主要な機能については従来から知られている製版印刷一体型孔版印刷装置と同様なので説明を省略する。
印刷ドラム1は図示しない駆動源により矢印方向(時計回り方向)に回転駆動される。印刷ドラム1の外周面には、画像情報に基づいて製版装置2により穿孔製版された孔版原紙としてのマスタ3がその先端部をクランパ4によってクランプされて巻き付け装着されるようになっている。
製版されたマスタ3には、表面印刷用の第1の画像A(以下、「A面画像」と呼ぶ)と、裏面印刷用の第2の画像B(以下、「B面画像」と呼ぶ)が印刷ドラム1の回転方向順(円周方向順)に並んで形成されている。
デジタル画像データの作成は、コンピュータ上に作成されたデジタル原稿を出力したものでも良いのは言うまでもない。これらデジタル画像データが製版装置2に送られマスタ3への穿孔製版が行われる。
給紙台6には記録媒体としての印刷用紙7が積載されている。この印刷用紙7はA面画像とB面画像の大きさに適応した用紙サイズとなっている。
つまり片面印刷時の最大印刷サイズが例えばA3サイズである場合は、両面印刷の場合の最大印刷サイズはおおよそA4サイズとなり、最大通紙用紙もA4サイズになる。通紙方向は短手方向になる。
給紙台6は図示しない昇降機構により昇降可能となっている。印刷用紙7はピックアップ給紙コロ8で送られ、分離コロ9と分離パット10で1枚ずつに分離され、レジストローラ対11へ向けて送られる。印刷用紙7はレジストローラ対11で一旦停止されて斜めずれを修正された後、印刷ドラム1に対して所定の位相タイミングにて印刷ドラム1と押圧部材としてのプレスローラ12の間、すなわち印刷部(印圧部)に向けて送り出される。プレスローラ12は印刷ドラム1に対して図示しない接離機構により接離自在に設けられている。
印刷部でA面画像を印刷された印刷用紙7Aは上向きに切り替わっている切替部材としての切替爪13により、図の左下方向に案内され、再給紙トレイ14に向かって排出される。再給紙トレイ14はベルト式の吸引搬送機構を有している。ベルト式吸引搬送機構は、2本のローラ15a、15bと、その間に掛け渡された複数本の無端ベルト16と、比較的弱い吸着力を発生する吸引ファン17から構成されている。
ベルト式吸引搬送機構を有する再給紙トレイ14の上方には、すれ違いガイド板18が設けられていて、このすれ違いガイド板18は図示しない駆動装置によって印刷用紙7の排出に合わせて高速で矢印d方向に往復移動し、印刷用紙7Aの先端部をクランプして案内するようになっている。
印刷部でA面画像を印刷された印刷用紙7Aは、その先端部をすれ違いガイド板18に設けられたクランパ19で挟持されて、すれ違いガイド板18の左下方向への移動によって、既に再給紙トレイ14上にある印刷済みの印刷用紙7Bの上面との接触が防止された状態で再給紙トレイ14上に案内・搬送される。
印刷用紙7Bはこの状態で一時待機しているが、印刷ドラム1に対して所定のタイミング、すなわち、給紙装置60から印刷部に送られたA面画像印刷用の印刷用紙7の後端に続けて印刷用紙7Bが印刷部に送り込まれるタイミングで、再給紙されることになる。
再給紙コロ21の押し上げ動作により印刷用紙7Bの先端はストッパ20から外れ、搬送可能な状態になっている。プレスローラ12は印刷ドラム1の周速と同じ周速にて回転駆動されており、再給紙コロ21によって押し当てられた印刷用紙7Bは搬送カを受けて搬送される。
用紙ガイド手段22は全体として弓形の形状をなし、プレスローラ12に対しては、プレスローラ12の外周面から約0.3〜1.0mmの微細な隙間をもって非接触状態に配置されている。上記再給紙トレイ14、再給紙コロ21、ストッパ20、すれ違いガイド板18及びクランパ19、用紙ガイド手段22等により再給紙手段としての再給紙搬送装置61が構成されている。
両面印刷が行われた印刷用紙7Cは、今度は二点鎖線で示すように下向きに切り替わっている切替爪13により左方向に略水平に案内され、2本のローラ28a、28bと、その間に掛け渡された複数本の無端ベルト29と、吸着カを発生する吸引ファン30から構成されるベルト式吸着搬送装置62により、図示しない排紙トレイに向けて搬送・排出される。そして排紙トレイ上に順次積載される。
切替爪13の切り替えは、図示しない切替機構によってなされる。切替機構は、印刷ドラム1に同期して回転するカムにより、切替爪13を排紙トレイへ案内する下向き位置と、再給紙搬送装置61へ案内する上向き位置に所定のタイミングで切り替える構成を有している。
図3に示すように、切替爪13は全体として印刷ドラム1の軸方向に延びるプレート状に形成されており、印刷ドラム1の表面に近接する方向に延びる複数のスリット13aを有している。スリット13aは細長い長方形状に形成されており、これらのスリット13aにより開口部が構成されている。
図2に示すように、印刷ドラム1の回転と同時にエアーナイフ50の送風が開始される。次に、図4(a)に示すように、切替爪13が上記切替機構により上方向(A面剥離位置又は再給紙搬送装置61へ案内する上向き位置)に移動する。
所定のタイミングでプレスローラ12が印刷ドラム1に押圧され、続いて、印刷用紙7Aの先端部がプレスローラ12のニップ(印圧部)から排出される。図4(b)に示すように、排出された印刷用紙7Aはその紙のコシによって先端部が印刷ドラム1から剥がれる。
このコシ力による剥がれをきっかけに、図4(c)に示すように、切替爪13のスリット13aを通過してきたエアーナイフ50からのエアーによって、印刷用紙7Aが印刷ドラム1から連続的に剥離される。
上述のように、印刷用紙7Aの剥離は、まずは印刷用紙7Aのコシを使って用紙先端部を印刷ドラム1から浮かせ、以降エアーナイフ50のエアーで強制的に剥離するようになっている。
しかしながら、印刷用紙7のコシの強さやエアーナイフ50の設置位置等の条件によっては、用紙先端部がコシで剥がれる前では、エアーナイフ50からのエアーは逆に剥離に対して邪魔をするように作用することも考えられる。
すなわち、図5に示すように、切替爪13のスリット13aを通過した気流のうち印刷ドラム1に近い方の気流が印刷用紙7Aの先端部を印刷ドラム1に押し付けてしまい、先端部が剥がれなくなる懸念がある。
本実施形態ではこの懸念を解消し、色々な条件に左右されることなく確実に剥離することを目的としている。
上述のように、第1の実施形態では印刷ドラム1の回転と同時にエアーナイフ50の送風が開始されるが、本実施形態では印刷用紙7Aの先端部が印刷ドラム1からコシで剥離するまでは、図6(b)に示すように、制御手段52によりエアーナイフ50のファンの回転が停止又は低減され、コシによる剥離完了のタイミングで所定の剥離のための送風がなされる(図6(c))。
すなわち、印刷用紙7Aの先端部が印刷ドラム1からコシで剥離する段階ではこれに悪影響を与えないように風量が調整される。
所定の剥離のための送風を行うタイミングは、例えば印刷ドラム1の回転を検知する図示しないドラム位置検知センサからの情報に基づいて決定される。
この場合、印刷用紙の種類やインキの種類等の条件に応じて上記決定値を補正したルックアップテーブルを予め記憶して制御するようにしてもよい。
本実施形態では第2の実施形態と同様の目的を有し、その解決を切替爪のスリットの形状又は大きさによって図ることを特徴としている。
図8に示すように、本実施形態における切替爪53の開口部は、印刷用紙の搬送方向上流側では面積比率が小さいことを特徴としている。すなわち、各スリット53aは、印刷用紙の搬送方向上流側に向かって徐々に狭くなる三角形状を有している。
これにより、図7に示すように、エアーナイフ50からのエアー量が印刷ドラム1側で少なくなり、印刷用紙7Aの先端部に当たらなくなって、あるいは当たったとしてもその印刷ドラム1側への押圧作用は微々たるものとなって、用紙のコシによる剥離を邪魔しなくなる。
本実施形態ではスリット53aの形状を印刷用紙の搬送方向上流側に向かって徐々に狭くなる三角形状として、上流側での開口部の面積比率を小さくしたが、図9に示すように、スリット13aの印刷ドラム方向への長さを短くしたスリット54aを有する切替爪54を用いて印刷ドラム1側での開口部の面積比率を小さくしてもよい。
また、上記における面積比率を小さくする範囲は、幅方向において全面ではなく一部分だけ小さくするようにしてもよい。
図10に示すように、本実施形態における切替爪13の上下動(搬送路切り替え動作)は、切替機構55によってなされる。
切替機構55は、図示しない装置本体側板に回転可能に支持された切替爪支持軸56と、切替爪支持軸56の片側端部に一端部を固定されたアーム57と、アーム57の他端部に回転自在に支持されたカムフォロア58と、図示しない印刷装置駆動部によって印刷ドラム1と同期して回転するカム59と、カムフォロア58が常時カム59のカム面に当接するようにアーム57を付勢する図示しない付勢部材とから構成されている。
ここで、剥離位置(第2の位置)は、第1の実施形態における再給紙搬送装置61の方向へ案内する上向き位置に相当する。第1の実施形態とはカム59のカム面に面Bが形成されている以外は同じである。
図11はカム曲線を示している。
図12に示すように、印刷ドラム1のクランパ4が通過するタイミングでは、カムフォロア58がカム面の面Aに当接し、切替爪13は退避位置へ移動される。片面印刷時は、図示しないストッパでロックされ、退避位置で固定される。
図13に示すように、カムフォロア58がカム面の面Bに当接して切替爪13が先端剥離位置に位置すると、切替爪13の先端が極力印刷ドラム1に近付けられ(例えば隙間は0.3〜1mm)、エアーナイフ50からのエアーが剥離前の用紙先端部に当たるのが防止される。
用紙カール等で先端がコシで剥離しにくい場合には、切替爪13の先端で直接剥離されることになる。
これによって、切替爪13の先端と印刷ドラム1との間の隙間が広がって(破線円で囲んだ部分)、ここからエアーナイフ50のエアーが直接送風されるようになり、印刷用紙7Aの剥離をエアーにより効果的に行うことができる。
また、切替爪13を印刷ドラム1に近接した先端剥離位置に設定することにより、切替爪13による印刷用紙7Aの剥離がより効果的となる。特に、先端部が印刷ドラム1側に向く上カールの用紙で、印刷ドラム1から先端が離れにくい場合には、図15に示すように、切替爪13により強制的且つ機械的に剥離することができるので、剥離精度を高めることができる。
本実施形態では、開口部(スリット13a)を有する切替爪13を用いる構成としたが、開口部を有さない切替爪を用いても第2の位置への移動方式によりエアーによる剥離機能を高めることができる(第5の実施形態)。
2 製版装置
3 孔版原紙(マスタ)
7 記録媒体としての印刷用紙
12 押圧部材としてのプレスローラ
13、53、54、60 切替部材としての切替爪
13a、53a、54a 開口部としてのスリット
50 送風手段としてのエアーナイフ
52 風量調整手段としての制御手段
60 給送装置としての給紙装置
61 再給紙搬送装置
Claims (3)
- 製版装置によって製版され印刷ドラムの外周面に巻装された孔版原紙に、第1の画像と第2の画像とが周方向に並んで製版配置されており、給送装置によって上記印刷ドラムと該印刷ドラムに対向配置された押圧部材との印圧部に向けて給送された記録媒体の一面に第1の画像と第2の画像のうちの一方を印刷し、片面印刷された記録媒体を一時的に再給紙手段にストックしてから再給送して今度はその再給送された記録媒体の他面に第1の画像と第2の画像のうちの他方を同じ印刷ドラムで印刷することを連続的に行うことができる両面印刷装置において、
上記印圧部を通過する記録媒体の搬送径路を印刷完了時の排出方向と上記再給紙手段方向とに切り替える切替部材と、上記切替部材の上記印刷ドラムの回転方向下流側に設けられ、上記印刷ドラムの外周面より印刷済みの記録媒体を剥離する送風手段とを備え、上記切替部材は上記送風手段からのエアーが通過する開口部を有し、上記切替部材の記録媒体搬送方向上流側では上記開口部の面積比率が小さいことを特徴とする両面印刷装置。 - 請求項1に記載の両面印刷装置において、
上記開口部が上記切替部材の上記印刷ドラムの軸方向に間隔をおいて形成された複数のスリットからなり、これらのスリットは記録媒体の搬送方向上流側に向かって徐々に狭くなる形状を有していることを特徴とする両面印刷装置。 - 請求項1又は2に記載の両面印刷装置において、
上記切替部材は、その先端が上記印刷ドラムの外周面に近接する第1の位置から、記録媒体の先端剥離後、第1の位置と、上記印刷ドラムの外周面から記録媒体が剥離された後に移動し、上記印刷完了時の排出方向へ案内する第3の位置との間であって、上記印刷ドラムの外周面から第3の位置側へ離間する第2の位置へ移動することを特徴とする両面印刷装置。
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